Tối ưu hóa dựa trên độ tin cậy kết cấu dàn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HỊ CHÍ MINH HUỲNH THANH PHƯƠNG TĨI ƯU HĨA DỰA TRÊN ĐỘ TIN CẬY KET CAU DAN TRUONG DAI HOC MO TP.HCM THU VIEN LUAN VAN THAC SY XAY DUNG CONG TRINH DAN DUNG VA CONG NGHIEP Tp Hồ Chí Minh, năm 2013 | BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG DAI HOC MO TP HO CHi MINH HUYNH THANH PHUONG ‘TOI UU HOA DUA TREN DO TIN CAY KET CAU DAN Chun ngành: Xây Dựng Cơng trình Dân Dụng Công Nghiệp Mã số chuyên ngành: _ 60 58 02 08 LUAN VAN THAC SY XAY DUNG Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYÊN THỜI TRUNG Tp Hồ Chí Minh, năm 2013 TĨM TẮT LUẬN VĂN TÊN ĐÈ TÀI “TOI UU HOA DUA TREN DO TIN CAY KET CAU DAN” Luận văn nhằm tính tốn tối ưu hóa cho kết cấu dan phẳng dàn khơng gian hai trường hợp: tối ưu hóa kết cấu khơng xét đến độ tin cậy tối ưu hóa kết cấu có xét đến độ tin cậy Đầu tiên, tốn tối ưu hóa Khơng xét đến độ tin cậy tác giả thành lập hàm mục tiêu, chọn biến thiết kế hàm ràng buộc ứng xử Sau tốn tối ưu giải phương pháp tối ưu hóa bay dan PSO (Particle Swarm Optimization) Kết tối ưu toán so sánh với kết cơng bố trước Tiếp đến, tác giả xét đến tốn tối ưu hóa có kể đến độ tin cậy Trong tốn này, ngồi hàm mục tiêu, biến thiết kế hàm ràng buộc ứng xử thành lập trên, tốn cịn xét thêm hàm ràng buộc độ tin cậy Để giải toán này, tác giả sử dụng giải thuật hai bước tối ưu hóa dựa độ tin cậy kết hợp nhiều phương pháp khác gồm có: phương pháp phần tử hữu hạn FEM, phương pháp đánh giá số độ tin cậy RI (Reliability Index), giải thuật tối ưu hóa bầy đàn PSO phương pháp đánh giá độ tin cậy bậc FORM (First Order Reliability Method) Trong đó, phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng để phân tích tĩnh kết cấu dàn 2D 3D; phương pháp đánh giá số độ tin cậy RI dùng để xác định số độ tin cậy giả định ban đầu theo biến ngẫu nhiên dựa vào ràng buộc độ tin cậy mục tiêu người thiết kế đưa ra; giải thuật tối ưu hóa PSO dùng để giải toán tối ưu sau thành lập; phương pháp đánh giá độ tin cậy bậc FORM sử dụng để kiểm tra độ tin cậy kết cấu dựa vào ràng buộc hàm trạng thái giới hạn Kết đạt từ toán so sánh đánh giá với kết tốn tối ưu hóa khơng xét đến độ tin cậy ˆ ~iv- Từ khóa: Phần tử hữu hạn (FEM), phương pháp bầy đàn (PSO), phương pháp đánh giá mục độ tin cậy (RỤ, tối ưu hóa thiết kế dựa độ tin cậy (RBDO) MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LOI CAM ON visseesssssssssssssescccsssssssssecesssssusessesessssssesssesssssuseceessssssuesesesnssseeesensseeeseeees G1 re iii TÓM TẮT LUẬN VĂN "— iv M.\08Y00/95:79)e0i2007 Mì281//90/90500/1A6 M.8100940A42)500v.600057575 10 (0:019)ic2tuv9) e7 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Tình hình nghiên cứu giới c+°+E©xttttEEEkkkrrirtrtrrrrrrrirree 14 1.3 Tình hình nghiên cứu nước .-¿+ ++++x*s+ s>ststeteteteteeieiereriiiri 15 1.4 Mục tiêu đề tài m1" ẽ rẽ ẽ ẽ Xe l6 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 55scccrtrrrrtrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrree T7 2.1 Phương pháp phần tử hữu hạn cho kết cấu dàn [1] -cccc:cccvxveecee 17 2.1.1 Xét hệ tọa độ địa phương -c-ccsrsieeehherrerrrerrreirerrirerre 18 2.1.2 Xét hệ tọa độ tông thể 2.2 Lý thuyết phương pháp tối ưu hóa bầy đàn (P§O) eereerrreee 27 2.2.1 Sơ đồ giải thuật phương pháp PSO -. -c-©ccccceerreerrrrrrrrrrrre 27 2.2.2 Q trình tối ưu hóa phương pháp PSO MỤC LỤC 2.2.3 Xử lý ràng buộc PSO . seseieirrrirrrrrrrrrrere2T 2.3 Tóm tắt sở lý thuyết thiết kế tối ưu dựa độ tin cậy 6; 31] -. - 32 2.3.1 Phân tích độ nhạy +++cc222222222EtEtri.E1111271EEE tre 35 2.3.2 Phương pháp mục độ tin cậy ((RÌ) - - 5< 5+ Ststsxserxererrrerkerree 35 2.3.3 Phương pháp đánh giá độ tin cậy bậc (FORMI CHƯƠNG 3: KẾT QUÁ SÓ 2-2222 222222922213122221112221222111122111121122 111cc xe 40 3.1 Dàn phẳng - _ 4I 3.1.1 Dàn phẳng 10 3.1.2 Dàn phẳng 200 thanh: .-22-©22+222S+t222E22E21122211112211112211112111 tre 46 3.2 Dàn khơng gian nhìn HH HH H012 010111 1011 xe 54 3.2.1 Dàn khơng gian 25 thanÌh .- 554v HH 12114111101011011111 xe 54 3.2.2 Dàn không gian 72 flianh 5-55 + ccsvertrterrrrrrerrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrree 2Ĩ) 3.2.3 Mái vịm 120 3.2.4 Trụ điện 244 3.3 Nhận xét kết tối ưu . 2222+++2222Y++vettTEEEvrrtrkrrirrrtrririrrirriririrrierie 73 3.4 Mối quan hệ hệ số vượt tải (hệ số an toàn) độ tin cậy kết cấu CHƯƠNG 4: NHẬN XÉT CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIÊN ĐỀ TÀI 71 4.1 Nhận xét 12 T5 111 111112112222TT T nnnrrrr T1 4.2 Những kết đạt sau thực bá 4.3 Hướng phát triển đề tài - 4.4 Những nhận xét khác 22+ vành 79 79 MỘT SÓ KÉT QUẢ CƠNG BĨ ĐẠT ĐƯỢC TỪ LUẬN VĂN -ccccc-cccrrrxev 84 Phụ lục A: Một số đoạn mã lập trình cho tốn 2D, 3D điển hình . - 85 DANH MỤC BẢNG BIÊU DANH MỤC BẢNG BIẾU Bảng 3.1 So sánh kết nghiệm phương pháp PSO với phương pháp ICDE nghiệm tham khảo báo Bảng 3.2 Phân tích độ nhạy - 552cc 2t t 92931232121 E231 1.11 tt TT re 43 reo 46 Bang 3.3 So sánh nghiệm tối ưu xét đến độ tin cậy phương pháp PSO Bảng 3.4 Kết hàm mục tiêu thay đổi độ tỉn cậy Bảng 3.5 29 nhóm dàn 200 - s- St x2ềvEEexkEvevSktrrrkerrkrrktrrrkrrrkrrsrrrrsrre 48 Bảng 3.6 So sánh kết nghiệm với báo không xét đến độ tỉn cậy 49 Bảng 3.7 So sánh kết nghiệm với báo không xét đến độ tin cậy 50 Bang 3.8 So sánh nghiệm tối ưu xét đến độ tin cậy phương pháp PSO Bang 3.9 So sánh nghiệm tối ưu xét đến độ tin cậy phương pháp PSO 52 sony 8n ẽ Bảng 3.11 Chia 25 thành § nhóm .- - + + 55